《无损检测+超声检测+测量接触探头声束特性的参考试块和方法GBT+18852-2020》详细解读

《无损检测超声检测测量接触探头声束特性的参考试块和方法GB/T18852-2020》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4符号和缩略语5参考试块6技术和工艺规程附录A(规范性附录)时基线设置(范围设置)contents目录附录B(规范性附录)声束截面的声时(TOF)特性曲线附录C(资料性附录)偏斜角、远场和近场分辨力参考文献011范围03涉及超声检测中探头声束特性的测量，包括声束形状、声束宽度、声束偏转等关键参数。01本标准适用于采用接触式探头进行超声检测时，测量探头声束特性的参考试块和方法。02涵盖工业无损检测中常用的超声检测技术，适用于金属和非金属材料的超声检测。标准适用的检测对象和领域本标准不适用于采用非接触式探头（如空气耦合探头）进行的超声检测。对于特殊应用领域的超声检测，如医学诊断、海洋探测等，本标准可能不适用。某些特定材料或结构形式可能需要专门的超声检测方法和标准，不在本标准讨论范围内。标准不适用的检测对象和领域022规范性引用文件本标准引用了多个与超声检测相关的国家和行业标准，包括超声检测设备的性能、测试方法以及试块制造等方面的规定，确保测量接触探头声束特性的准确性和可靠性。引用标准本部分详细阐述了本标准中使用的专业术语及其定义，如接触探头、声束特性、参考试块等，为读者提供了清晰的概念框架，便于理解和应用。术语和定义本章节详细介绍了进行接触探头声束特性测量时所需遵循的技术规范，包括测量原理、测量设备的要求、测量步骤以及数据处理等方面的内容，确保测量结果的准确性和可重复性。这些技术规范为超声检测人员提供了明确的操作指南，有助于提高检测工作的质量和效率。技术规范033术语和定义指频率高于20kHz的机械波，常用于无损检测领域。超声波由超声探头产生的超声波在介质中传播时形成的能量束。声束将电能转换为超声波能，或将超声波能转换为电能的器件，是无损检测中的关键部件。探头3.1超声检测相关术语声束特性指声束的形状、尺寸、能量分布等性质，这些性质直接影响超声检测的效果。接触探头指与被检工件表面直接接触的超声探头，常用于检测工件近表面的缺陷。参考试块具有已知特性（如材料、尺寸、缺陷等）的试块，用于校准和验证超声检测系统的性能。3.2测量接触探头声束特性相关术语指推荐性国家标准，本标准编号为18852-2020，代表无损检测领域中超声检测的一项技术标准。GB/T指按照本标准规定的步骤和要求，对接触探头声束特性进行测量和评估的方法。测量方法指根据测量结果判定接触探头声束特性是否符合要求的准则，是本标准的重要组成部分。验收准则3.3本标准涉及的其他术语044符号和缩略语010205060304A表示超声波振幅或声压级f表示超声波频率θ表示超声波束的扩散角d表示探头直径或晶片尺寸λ表示超声波在材料中的波长α表示超声波在材料中的衰减系数符号0102030405UT超声检测（UltrasonicTesting）CBM接触式测量（ContactBeamMeasurement）DGS距离-波幅-尺寸（Distance-Gain-Size）DAC距离-波幅曲线（Distance-AmplitudeCurve）TCG时间-校正增益（Time-CorrectedGain）缩略语055参考试块平面型试块用于测定探头的入射点、声束宽度和扩散角等声束特性。圆弧型试块用于测定探头的声束轴线偏转角和声束在曲面上的聚焦特性。阶梯型试块用于测定探头的声束在不同深度下的声压分布和声场结构。5.1参考试块的类型和用途具有良好的声传播性能，声波衰减系数小，无明显的声阻抗变化。材料应均匀、无杂质、无气泡，以保证测量结果的准确性和可靠性。应具有稳定的物理和化学性能，不易受环境因素的影响。5.2参考试块的材料要求平面型试块应具有平整的表面，其尺寸应足够大，以容纳探头的移动和测量。圆弧型试块其曲率半径和弧长应根据探头的特性和测量需求确定。阶梯型试块各阶梯的厚度和深度应根据探头的测量范围和分辨率要求设计。5.3参考试块的形状和尺寸要求03在测量过程中应保持探头的稳定，避免抖动或偏移，以保证测量结果的准确性。01在使用前应对试块进行外观检查，确保其完好无损，无影响测量的缺陷。02根据探头的特性和测量需求选择合适的试块，并按照规定的操作方法进行测量。5.4参考试块的使用方法066技术和工艺规程123根据被检测材料的厚度、材质及预期缺陷类型，选择合适的超声波检测频率和波形，以确保检测结果的准确性和可靠性。确定检测频率和波形依据相关标准或规范要求，设定合理的超声波检测灵敏度，以实现对被检测材料内部微小缺陷的有效识别。检测灵敏度设定选用符合检测需求的超声波探头，并在使用前进行校准，确保探头的性能和准确性。探头选择与校准6.1超声波检测技术要求

6.2超声波检测工艺规程被检测材料表面处理在进行超声波检测前，应对被检测材料的表面进行适当处理，如清洁、打磨等，以消除表面因素对检测结果的影响。探头与材料的耦合采用合适的耦合剂，确保超声波探头与被检测材料之间形成良好的声耦合，提高检测信号的传输效率。扫描方式与路径规划根据被检测材料的形状、尺寸及缺陷可能分布的区域，制定合理的扫描方式和路径规划，确保检测范围的全覆盖和缺陷的有效检出。信号解读与识别对收集到的超声波信号进行解读和识别，判断信号中是否包含缺陷信息，并对缺陷的类型、位置、尺寸等进行分析。数据记录与报告编制详细记录检测结果，包括检测过程中的重要参数、发现的缺陷信息以及对应的图像数据等，并根据需要编制检测报告，供相关人员参考和使用。6.3检测结果分析与处理设备维护与保养定期对超声波检测设备进行维护和保养，确保设备的正常运行和延长使用寿命。安全防护措施在检测过程中，操作人员应严格遵守安全操作规程，采取必要的防护措施，确保自身及他人的安全。操作人员资质要求超声波检测工作应由经过专业培训并取得相应资质的操作人员进行，以确保检测过程的规范性和结果的可信度。6.4注意事项与安全防护07附录A(规范性附录)时基线设置(范围设置)一致性原则在同一检测条件下，时基线的设置应保持一致，以确保不同试块或同一试块不同位置检测结果的可比性。灵活性原则时基线的设置应根据实际检测需求和试块特性进行灵活调整，以适应不同检测场景。准确性原则时基线的设置应确保能够准确反映超声波在试块中的传播时间，以便后续对缺陷的准确定位和分析。时基线设置的原则校准与调整利用已知无缺陷的参考试块进行校准，观察超声波的实际传播时间与初步设置的时基线是否吻合，如有偏差则进行相应调整。初步设置根据试块的材质、尺寸以及预期的超声波传播速度等参数，初步设定时基线的起始和终止位置。验证与确认在多个有代表性的试块上进行验证检测，确保时基线的设置能够真实反映超声波的传播特性，并经相关方确认后方可正式应用。时基线设置的方法考虑材质衰减为确保时基线设置的准确性，应尽可能排除检测过程中的干扰因素，如电磁干扰、机械振动等。排除干扰因素定期复验与更新随着检测条件的改变或试块的老化，应定期对时基线进行复验和更新，以确保其始终处于有效状态。在设置时基线时，应充分考虑超声波在试块材质中的衰减情况，避免因材质衰减导致检测信号失真或漏检。时基线设置的注意事项08附录B(规范性附录)声束截面的声时(TOF)特性曲线本附录规定了声束截面声时（TOF）特性曲线的制作方法和要求。旨在提供一种标准化的声束截面声时特性曲线，用于超声检测中探头性能的评估和测量。适用于各类超声检测探头，包括直探头、斜探头等。B.1范围和目的声束截面指超声波在传播过程中，某一特定位置处的声束横截面。声时（TOF）超声波在材料中传播一定距离所需的时间。特性曲线反映声束截面声时与位置关系的曲线图。B.2术语和定义5.绘制特性曲线根据处理后的数据，绘制声束截面的声时（TOF）特性曲线。4.数据处理对收集到的声时数据进行处理，包括数据筛选、异常值排除等。3.进行超声检测使用选定的探头对试块进行超声检测，记录每个测量点的声时数据。1.准备试块选择符合标准要求的试块，确保其材质、尺寸和声学特性满足测试需求。2.布置测量点在试块上按照一定间距布置测量点，以获取声束截面不同位置的声时数据。B.3制作方法与步骤在制作特性曲线时，应确保测试环境的稳定性和一致性，以减小误差。在进行超声检测时，应严格按照操作规程进行，避免人为因素对数据的影响。选择的试块应具有良好的代表性和可重复性，以确保测试结果的可靠性。特性曲线制作完成后，应定期进行验证和更新，以适应不同检测需求和探头性能的变化。B.4注意事项09附录C(资料性附录)偏斜角、远场和近场分辨力偏斜角定义与测量偏斜角定义偏斜角是指超声波束中心线与探头辐射面法线之间的夹角。测量方法采用适当的测量装置，如角度计或超声波束偏斜测量仪，确定超声波束的偏斜角。影响因素探头的构造、材料以及声束的传播介质等都会对偏斜角产生影响。远场分辨力是指在远场区域中，超声检测系统能够分辨两个相邻缺陷的最小距离。远场分辨力概念测量方法影响因素通过选用具有不同间距的模拟缺陷试块，观察系统对缺陷的分辨情况，从而确定远场分辨力。远场分辨力受超声频率、探头尺寸、材料衰减以及信号处理技术等多种因素影响。030201远场分辨力近场分辨力概念01近场分辨力是指在近场区域中，超声检测系统能够分辨两个相邻缺陷的最小距离。测量局限性02由于近场区域内声束的复杂性和干涉现象，近场分辨力的测量相对困难。优化方法03通